Only Perception: 紙電晶體能成為矽的另類選擇？

2009-09-24

紙電晶體能成為矽的另類選擇？

Could a paper transistor offer an alternative to silicon?
http://www.physorg.com/news172837799.html

By Miranda Marquit, September 22nd, 2009

(PhysOrg.com) -- 當科技進步時，科學家尋求加強電子應用與裝置的方法。的確，電子產品正變得更小與多樣化。當這件事發生時，對於電晶體中的彈性（flexibility）需求也會增加，那使我們渴望的電子裝置能運作。不幸的是，矽與聚合物也許無法滿足發展未來電晶體所需的需求。

"矽的問題在於它有毒且脆弱，" Jaehwan Kim 表示。"增加來自聚合物的電晶體能解決這種易碎性問題，但這些聚合物有許多也對人類有毒，而且在其製造中，它們也能產生許多污染。"

Kim 是南韓 INHA 大學的科學家。Kim 與 Sungryul Yun, Sang-Dong Jang, Gyu-Young Yun 以及 Joo-Hyung Kim 等人已在研究某種方法來開發出對環境更友善的電晶體，而且滿足彈性與電子裝置發展中的可用性需求。

"我們所發現的是，" 他說，"有可能從特殊種類的纖維素紙製造出電晶體。" 該團隊的成果可在 Applied Physics Letters 的「Paper transistor made with covalently bonded multiwalled carbon nanotube and cellulose」這篇文章中看見。

"這種纖維素紙具有彈性且更環保，" Kim 解釋。"我們修改了這種纖維素紙，所以它具有電晶體的特性。我們添加奈米碳管來改善這種纖維素的電氣特性，因為一個電晶體應是一種半導體。我們製造這種電晶體、測試它並發現它有效。"

這個南韓團隊將電極沈積在這種電晶體的上下方以便製造適當電場。"這是一種非常獨特的特色，" Kim 指出。"這是非常具有挑戰性的技術，將電極與導線放在這種紙上，並把奈米管當成電晶體的一部份來使用。你能看見為何在完整實作前會有這些挑戰。"

即便這是好的第一步，Kim 領悟到在移往大量生產此類型的電晶體之前仍有許多要完成。"首先，我們得要完全了解，為何這種材料供如此有趣的現象。我們也需要改善它的效能。雖然它有效，不過這種電晶體可能需要更好的效能，而且我們將需要研究加強它。"

他繼續說："我們需要研究這種紙的機制，並理解它如何能大量生產。我們的實驗室無法大量製造，而我們將需要開發一種系統，那能掌握製造這些電晶體所需的獨特製程。"

然而，Kim 希望能找到這些答案。"我們研究這個已經快六年了，且對於到目前為止的進展感到滿意。雖然這種技術還不能立即供我們使用，不過我們仍將跨出頭幾步，使電晶體可撓、具生物相容性且更能維持環境。"

※ 相關報導：

＊ CRI EAPap
http://www.eapap.com/

＊ Paper transistor made with covalently bonded multiwalled carbon nanotube and cellulose
http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/104102/1

Sungryul Yun, Sang-Dong Jang, Gyu-Young Yun, Joo-Hyung Kim,
and Jaehwan Kim
Appl. Phys. Lett. 95, 104102 (2009);
doi: 10.1063/1.3224200

We report a flexible paper transistor made with regenerated cellulose and covalently bonded multiwalled carbon nanotube (RC-MWCNT). MWCNT bonded to cellulose chains can act as electron channel paths in dielectric cellulose layers. It is found that the covalent bonding between cellulose and MWCNT can be modulated by reaction time and temperature. The RC-MWCNT paper transistor shows that the leakage current and the on/off ratio are strongly associated with the concentration of MWCNTs. The estimated electron mobility of RC-MWCNT paper is comparable to other organic transistor materials.